[发明专利]用于在心脏消融过程中监测组织温度的光学高温测量导管

说明书

技术领域

本发明涉及电生理学导管，特别是用于监测组织温度的光学高温测量电生 理导管。

背景技术

对于某些类型的微创医疗过程，难以获得关于体内的治疗位置处状况的实 时信息。当采用导管执行过程时这种信息的缺乏制约了临床医生。这种过程的 一个示例为肝脏和前列腺中肿瘤和疾病的治疗。这种过程的另一个示例为用于 治疗心房纤颤的外科消融术。这种心脏状况能导致异常电信号，通常称为心律 失常，其产生于心脏内组织，导致心脏不规律搏动。

穿过心脏组织的异常电流传导是心律失常的最常见原因。通常，通过消融 电异常可疑中枢治疗，从而使得这些中枢失活来治疗绝大多数心律失常。成功 治疗取决于心脏中消融的位置以及损伤本身。例如，当治疗心房纤颤时，操纵 消融导管进入心脏中用于产生消融损伤的右侧或左侧心房中。这些损伤将通过 在心房的区域间建立非传导屏障，来停止心脏的不规则搏动，非传导屏障能够 中断穿过心脏的异常电活动通道。

建立损伤从而在局部区域(透壁的)中断电传导，但要小心避免消融临近 组织。此外，由于耐受加热，消融过程能够升高组织温度，组织过热会导致不 良的碳化和局部凝结，甚至血液和组织中水分蒸发而导致能损害组织的蒸汽进 发。

因此，需要提供一种电生理导管，其能够允许在消融以及损伤形成时实时 监测组织的温度，从而防止或至少最小化与诸如：蒸汽进发、血栓形成、碳化 等等这些事件相关联的温度的临界阈值。由于所有组织发射与温度直接相关的 黑体辐射，这将需要电生理导管探测黑体辐射用于非侵入性温度确定。

如图1中的黑体辐射曲线示出了在每个波长的黑体辐射能量(曲线接近X 轴但不会与其接触)。黑体具有发射大多数辐射能量的波长，在图1中，顶点波 长大约500nm对于温度5000K。然而，如图2所示，峰值波长连同辐射曲线随 温度而变化。特别的，当温度升高，峰值波长以及如由每条曲线下方区域所代 表的黑体发射能量的标准量降低。

黑体规律可应用于许多物体，包括人体。大量人的能量以电磁辐射的形式 损失，电磁辐射中的大多数是红外线。人体具有大约36.5℃的温度(98.6F或 310K)以及红外线辐射(IR)波长长于可见光但短于无线电波。红外线辐射横 跨三个数量级幅度并具有大约750nm到1mm之间的波长。这样，人体组织的 峰值波长范围可在大约2000nm到4000nm，优选在2000nm到3100nm之间， 更优选的在2000nm到3000nm之间。

因此，监测组织的黑体辐射的峰值波长或峰值波长区域，可实时获得组织 的温度，来作为在消融和损伤形成过程中防止组织过热的方法。

发明内容

本发明涉及实时光学高温测量组织温度监测的系统。黑体辐射是直接涉及 温度的物理效应。可通过非侵入光学仪器测量这种辐射从而确定目标的温度。 由于辐射是光学的，可通过光学收集器测量，例如，光纤。因此，在导管尖端 内的光学收集器的合并在消融以及损伤形成过程中能够实时监测组织的温度， 以防止能够损害组织的事件相关的温度临界阈值，所述事件包括蒸汽进发、血 栓、碳化等等。

有利的，本发明具有相对简单的设计，能够允许将诸如光纤的温度传感器 应用于各种导管构造中，包括针消融和注射导管、冲洗和非冲洗导管、以及多 种导管弯曲形状。并且，由于与黑体辐射有关的长波长易于传输通过心脏组织， 本发明能够收集光学收集器光纤的接收光锥区的整体温度。因此，取决于可利 用的波长范围，不仅能够测量组织表面的温度，还能测量几毫米或更多深度的 温度。

在本发明的一个实施例中，在心脏消融过程中探测黑体辐射的系统具有导 管，消融能量源以及光学探测器。导管具有消融元件和适于收集来自组织的黑 体辐射的光学收集器。消融能量源适于向消融元件发送消融能量。光学探测器 适于探测选定波长区域内的黑体辐射。